用于立式泵的抑制装置、立式泵及用于改进立式泵的方法
【专利摘要】本发明涉及立式泵的抑制装置、立式泵及改进立式泵的方法。具体地，提出了一种改变立式泵的结构自振频率的抑制装置，该泵包括：具有入口及输送流体的叶轮的泵送单元；具有用于流体的出口的排放单元；旋转叶轮的驱动单元；包括至少一个具有轴向长度的柱元件且在轴向方向上延伸的柱管，该柱管将泵送单元与排放单元连接；以及在柱管内延伸的长轴，该长轴将驱动单元与泵送单元可操作地连接；该抑制装置被设计成且适于围绕柱元件的整个圆周紧密地装配，在轴向方向上具有的延伸长度至少为柱元件的轴向长度的一半，并且包括至少一个基本上在垂直于轴向方向的径向方向上延伸的肋。另外，还提出了一种包括这种抑制装置的立式泵以及一种改进立式泵的方法。
【专利说明】
用于立式泵的抑制装置、立式泵及用于改进立式泵的方法
技术领域
[0001]本发明涉及用于改变立式栗的结构自振频率的抑制装置以及涉及依据独立的装置权利要求的前序的立式栗。本发明进一步涉及改进立式栗的方法。
【背景技术】
[0002]立式栗，特别是大型立式栗长期以来已经成功地用于多种应用。用于具体应用的立式栗常常按照用户的规格生产，或者详细地匹配具体需求。
[0003]除其他事项外，使用立式栗的重要应用领域有:冷却塔;在冷却水系统中的应用，例如在核电厂或其他类型的发电厂中；用于废水池或溢流槽的排水，以防水淹，立式栗也成功地被用于大面积土地的排水。立式栗也被广泛地用于供应水，尤其在饮用水的供给方面，或者在开放或封闭的系统中作为主栗或辅助栗。其他应用是在近海区域(石油或天然气的生产)中的消防，例如应用于石油平台和浮式生产存储和卸载单元(FPS0)。此外，立式栗的整个系列的其他应用对本领域的普通技术人员是公知的。
[0004]立式栗可以被设计为单级栗和多级栗。它们通常被浸入将要进行栗送的液体贮存器中，使得至少进口或吸入漏斗与相邻的栗转子一起被浸入到待被栗送的流体中，从而使栗可直接准备运行。
[0005]立式栗的一个典型且公知的设置(例如参见图1)包括具有用于输送流体且被浸入贮存器中的入口及叶轮的栗送单元。该栗送单元通过竖直向上延伸的柱管被连接到具有用于流体的出口的排放单元。排放单元的顶上设置有用于驱动叶轮的驱动单元。驱动单元通过在柱管内延伸的管线轴被可操作地与叶轮连接。在一些应用中，线管轴由在柱轴内部同轴延伸的附加管围绕。通常，立式栗由布置于下方且邻近排放单元的支撑结构支撑，以使栗送单元和柱管的主要部分被悬挂无需进一步支撑。
[0006]立式栗的问题之一由栗安装的结构自振频率引起。以往，立式栗大多凭经验设计。由于缺乏可靠的分析方法，这些栗的多数被设计成其结构自振频率处于或接近该栗的运转速率或者是其整数倍或其半整数倍。例如，当栗在1800 rpm下运行时，对应30赫兹的频率。由此，如果30赫兹对应或接近系统的结构自振频率，那么栗就会以对应于栗系统的结构自振频率的速率运行。当这种匹配特别是在轴承上产生相当大的负荷后果时，其就会导致例如轴承或长轴的过早失效。此外，可能产生过度磨损或者其它负面恶化的影响。
[0007]在许多情况下，例如在电厂或核设施中，用户不愿意更换整个现有的栗或者用户对其栗的完全重新设计不感兴趣。反而，用户倾向于改进及售后解决方案来解决由所述共振效应引起的问题。
[0008]为了解决这些问题，一种公知的手段是在立式栗的特定位置附加一个点质量，例如在柱管的特定位置处。该点质量降低了系统的结构自振频率。为做到切实有效，有必要提供集中在一特定位置的尽可能多的重量，例如在振动的一个节点处，这是由于越多重量被分散或远离该关注点，则对降低自振频率的影响越小。
[0009]虽然这种方法在许多应用中已经证明是成功的，然而仍存在一些限制或缺陷。这可能是用于有效降低自振频率所需的点质量太大，以致于立式栗在结构上不能支撑它。在其它应用中，空间环境不允许点质量在所需位置处的安装。此外，事实证明在一些应用中利用点质量的方法根本就没有产生所期望的效果。
【发明内容】
[0010]基于现有技术，本发明的一个目的是提出一种抑制装置，该抑制装置用于改变立式栗的结构自振频率，以这样的有效方式，使得可以避免前述所描述的共振效应。该抑制装置应当易于构造，并且易于安装。特别地，该抑制装置应适于以简单且成本效的方式来改进现有的立式栗。另外，本发明的另一个目的是提出一种立式栗，该立式栗允许以简单且成本有效的方式来改变其结构自振频率。此外，本发明的又一个目的是提出了一种改进现有立式栗的方法，该方法允许改变立式栗的结构自振频率。
[0011 ]本发明的满足这些目的的主题是通过独立权利要求的特征来表征的。
[0012]因此，根据本发明，提出了一种抑制装置，所述抑制装置用于改变立式栗的结构自振频率，所述栗包括:栗送单元，所述栗送单元具有入口以及用于输送流体的叶轮;排放单元，所述排放单元具有用于所述流体的出口 ；驱动单元，所述驱动单元用于旋转所述叶轮；柱管，其在轴向方向上延伸，所述柱管包括至少一个具有轴向长度的柱元件，且所述柱管将所述栗送单元与所述排放单元连接；以及长轴，其在所述柱管内延伸，且将所述驱动单元与所述栗送单元可操作地连接;其中，所述抑制装置被设计成并且适于围绕所述柱元件的整个圆周紧密地装配，所述抑制装置在所述轴向方向上具有的延伸长度至少为所述柱元件的轴向长度的一半，并且所述抑制装置还包括至少一个基本上在垂直于所述轴向方向的径向方向上延伸的肋。
[0013]通过将所述抑制装置设置成围绕所述柱元件的整个圆周紧密地装配，达到了使所述栗的结构自振频率改变到更高的频率这一加强效果。围绕所述柱元件的紧密装配产生了挤压，该挤压确保了到所述柱元件的刚性转移。这种夹持作用相当于增加了所述柱元件的壁厚。另外，基本上在径向方向延伸的至少一个肋增加了其转动惯量，这继而又提高了所述栗的自振频率。因此，所述肋优选相对于轴向方向沿加强装置的整个长度延伸。通过这种方式，原结构自振频率可以从临界值被改变至更高的值。
[0014]根据一个优选的实施例，抑制装置在所述轴向方向上的延伸长度等于所述柱元件的轴向长度，所述抑制装置在组装状态中围绕所述柱元件装配。通过采取这种措施，特别有效的增强效果得以实现。
[0015]为了提供所述抑制装置的非常简单的安装，优选所述抑制装置包括多个加强构件，所述加强构件沿周向方向弯曲，且在组装状态下能够彼此连接并相互补充成为管状结构，用于围绕在所述柱元件的整个圆周紧密地装配。这使得可以将所述加强构件围绕所述柱元件放置并使它们彼此固定，例如通过螺钉的方式。
[0016]为了增加转动惯量，有利的是，每个加强构件具有两个在径向方向上延伸的侧肋，每个侧肋形成所述加强构件的相对于周向方向的端部。
[0017]根据一个特别优选的实施方式，所述抑制装置包括四个加强构件，每个所述加强构件均具有四分之一圆周形横截面的中间部分，所述中间部分在两个所述侧肋之间延伸。该实施方式提供了所述抑制装置的特别简单且快速的安装。优选地，四个所述加强构件至少基本上相同。
[0018]为了将所述抑制装置固定成紧密地围绕所述柱元件以获得所需的夹持作用，有利的是，每个侧肋设置有用于接收固定装置的多个孔，以刚性地连接相邻的加强构件。该固定装置优选为螺钉和螺母。
[0019]为了实现结构自振频率的期望改变并且根据相应的应用，可能有利的是，至少一个加强构件具有在径向方向上延伸并且被布置在两个侧肋之间的中间肋。
[0020]此外，根据本发明，提出了一种用于输送流体的立式栗，所述立式栗包括:栗送单元，所述栗送单元具有入口以及用于输送流体的叶轮;排放单元，所述排放单元具有用于所述流体的出口；驱动单元，所述驱动单元用于旋转所述叶轮;柱管，所述柱管在轴向方向上延伸，并且具有至少一个具有轴向长度的柱元件，所述柱管将所述栗送单元与所述排放单元连接；以及长轴，所述长轴在所述柱管内延伸，且将所述驱动单元与所述栗送单元可操作地连接;其中，所述柱管的至少一个柱元件设置有根据本发明设计的抑制装置，所述抑制装置围绕所述柱元件的整个圆周紧密装配，并且所述抑制装置在所述轴向方向上具有的延伸长度至少为所述柱元件的轴向长度的一半。
[0021]如上述已经联系所述抑制装置进行解释的那样，设置有按照本发明所述的抑制装置的立式栗使得可以通过将这些临界频率改变到更高的值从而容易地抑制所述栗的临界结构自振频率。
[0022]所述抑制装置被可拆卸地连接到所述柱元件是优选的，这是因为通过这一措施，可以对已经存在的栗进行修改，以这样的方式使它们变成根据本发明的立式栗。此外，这一措施从结构角度来看是有利的。
[0023]为了实现特别有效的结构自振频率的改变，优选地，所述抑制装置的在所述轴向方向上的延伸长度等于所述柱元件的所述轴向长度，也即是，所述抑制装置沿着所述柱元件的整个轴向延伸长度覆盖所述柱元件。
[0024]在柱管包含多个柱元件的情况下，有利的措施是，至少两个柱元件设置有相应的抑制装置。在许多应用中，可能优选的是，每个单独的所述柱元件设置有相应的抑制装置。
[0025]此外，根据本发明，提出了一种改进立式栗的方法，所述栗包括:栗送单元，所述栗送单元具有入口以及用于输送流体的叶轮;排放单元，所述排放单元具有用于所述流体的出口；驱动单元，所述驱动单元用于旋转所述叶轮;柱管，所述柱管在轴向方向上延伸，并且包括至少一个具有轴向长度的柱元件，所述柱管将所述栗送单元与所述排放单元连接；以及长轴，所述长轴在所述柱管内延伸，且将所述驱动单元与所述栗送单元可操作地连接;所述方法包括以下步骤:
提供用于改变所述立式栗的结构自振频率的抑制装置，所述抑制装置根据本发明设计；
选择所述柱元件中的至少一个；
以围绕所述柱元件的整个圆周紧密装配的方式将所述抑制装置安装到所述柱元件。
[0026]根据本发明的抑制装置尤其适于改进现有的立式栗。如果一特定的立式栗存在共振问题，例如，由于栗设施的结构自振频率与所述栗的运转速率相等或非常接近，那么根据本发明的方法通过将所述结构自振频率改变到更高的值，提供了一种用于抑制所述自振频率的高效、非常简单且成本有效的解决方案。因此，无需对栗进行完全的重新设计。所述共振问题可以通过将合适的抑制装置提供给栗的柱管来得到解决。
[0027]出于如上文所述的同样的原因，优选的是，所述抑制装置设置成在所述轴向方向上的延伸长度等于所述柱元件的轴向长度。
[0028]为了便于所述抑制装置的安装，优选的是，所述抑制装置包括多个加强构件，优选四个所述加强构件，其中，所述加强构件被布置在所述柱元件的周围，且所述加强构件彼此固定以围绕在所述柱元件的整个圆周紧密装配。
[0029]对于所述柱管包括多于一个柱元件的应用，优选的是，多个柱元件被选择，且每个被选择的柱元件设置有一个单独的抑制装置。
[0030]本发明的更多的有益措施和实施例从从属权利要求中将会变得明显。
【附图说明】
[0031]本发明将在下文参照附图详细进行说明。如示意图所示:
图1是现有技术中已知的立式栗的剖视图，
图2是根据本发明抑制装置的第一实施例的分解透视图，其中具有立式栗的柱元件，
图3是图2所示的第一实施例的加强构件的透视图，
图4是图3中所示加强构件的沿垂直于轴向方向的截面的剖视图，
图5是柱元件的透视图，其中抑制装置的第一实施例被安装在其上，
图6是根据本发明的立式栗的实施例的示意性剖视图，
图7与图4类似，但是关于加强构件的一种变形，以及图8是根据本发明的抑制装置的第二实施例的剖视图。
[0032]在不同实施例的图示中，相同的部件或具有相同功能或大致相同功能的部件由相同的附图标记指示。
【具体实施方式】
[0033]图1示出了在其总体上由附图标记I指示的立式栗的剖视图。这样的立式栗I在现有技术中已知。然而，参照图1给出的一般性描述对于图6所示的根据本发明的立式栗I的实施例也是有效的。
[0034]图1示出了处于通常运行方位中的立式栗I，也即是，其处于竖直定向。后文涉及位置的相关术语，如“在上”或“在下”，都参照图1所示的操作方位。
[0035]立式栗1(图1)包括位于栗I下端的栗送单元2。栗送单元2设有入口 21以及用于输送流体(例如水)的叶轮22。管状柱管3从栗送单元2的上端竖直向上延伸以将栗送单元2连接到排放单元4，排放单元4具有用于排出被栗送的流体的出口 41。柱管3在通过柱管3的轴线限定的轴向方向A上延伸，当栗I处于其通常的运行方位时，轴向方向A正好与竖直方向重合。柱管3包括多个(本实施例中为5个)柱元件31，这些柱元件31相对于轴向方向A被一个布置在另一个后面。每个管状柱元件31在其轴向端部处均设置有凸缘32，凸缘32用于将柱元件31相应地连接到相邻的柱元件31或栗送单元2或排放单元4。
[0036]用于驱动栗I的叶轮22的驱动单元5被布置在排放单元4的顶上。驱动单元5可以为例如电动马达或其它马达。驱动单元5借助在柱管3的中心且与其同轴地延伸的长轴6可操作地与叶轮22连接。长轴6由多个轴承61支撑。沿着长轴6的整个轴向延伸，通常在每两个相邻柱元件31连接处的附近，轴承61被布置成支撑和引导长轴6。根据具体应用，附加管可以被布置成围绕长轴6，与柱管3同轴地延伸，并且相对于柱管3内部的其余部分来界定长轴6。例如，如果应当避免被输送的流体与长轴6接触，那么这一措施可被采用。
[0037]取决于运行情况，立式栗I由支撑结构(图1中未示出)支撑，该支撑结构通常在附近且在排放单元4下面来支撑立式栗I，例如，在图1中箭头B表示的水平位置处。栗在支撑结构下面的下部自由悬挂，也即是，无需额外支撑，使其下部浸入待被栗送流体的液体贮存器中。如果流体是水，那么所述贮存器可以是河、湖、海、贮槽或冷水池。贮槽的液位即立式栗周围流体的液位，该液位通常位于栗送单元2的上端和排放单元4的下端之间的一个给定的水平位置。由此，在栗的运行过程中，至少栗送单元2是被完全浸入到待被输送的流体中的。被驱动单元5和长轴6驱动的叶轮22通过入口 21抽吸流体，并且通过柱管3输送流体至排放单元4以及输送到出口 41。
[0038]已知立式栗I会产生共振效应，所述共振效应对其自身是有害的。特别地，共振效应可导致如长轴6以及轴承(例如轴承61)的过早失效。例如，当栗I的运转速率或叶轮22的转动速率对应于与结构自振频率相等或非常接近的频率时，这些效应会发生。这些共振效应可能发生于已有的且正在运行的栗中，以及发生在新构建的栗中。
[0039]为了解决这些共振问题，本发明提出了一种用于改变立式栗I的结构自振频率以及因此抑制其原始自振频率的抑制装置。
[0040]图2示出了根据本发明的抑制装置的第一实施例的分解透视图，其总体上以附图标记10指示。为了更好的理解，图2额外示出了柱管3的柱元件31的透视图。抑制装置10被设计成并且适于围绕柱元件31的整个圆周紧密装配。抑制装置10在轴向方向A上的延伸长度L至少为抑制装置10围绕的柱元件31的轴向长度C的一半。优选地，如抑制装置10的第一实施例所示地，在轴向方向A上的延伸长度L等于轴向长度C，也即是，处于安装状态中，抑制装置10覆盖柱元件31的整个侧表面(参见图5)。
[0041]关于柱元件31的表述“轴向长度”意指界定了柱元件31的两个凸缘32之间的距离，也就是说，相应的柱元件31的上凸缘32的下缘与下凸缘32的上缘之间的距离。
[0042]抑制装置10包括至少一个基本上在垂直于所述轴向方向A的径向方向上延伸的肋
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[0043]抑制装置10的第一优选实施例包括多个加强构件12，具体地，包括四个加强构件
12。四个加强构件12基本上相同。为了更好的理解，图3示出了这些加强构件12中的一个的透视图，图4是这些加强构件12中的一个在垂直于轴向方向A的截面中的剖视图。另外，图5示出了柱元件31的透视图，其中抑制装置10被安装东在其上。
[0044]每个加强装置12都沿周向方向弯曲，并可连接到相邻的加强构件12。四个加强构件12在组装状态下彼此补充以形成具有一定内直径的管状结构，所述内直径与柱元件31的外直径D相对应或者略小于柱元件31外直径D。由此，处于组装及安装状态时，四个加强构件12围绕柱元件31的整个圆周紧密装配并产生夹持作用。通过这种围绕柱元件31的整个圆周的紧密装配，抑制装置10提供了柱元件31的壁厚增加，这继而又强化了柱元件31，以及因此将结构自振频率改变至更高的值。
[0045]如图3和图4所示，每个加强构件12均具有四分之一圆周形的横截面的中间部分121，以及具有沿径向方向延伸的两个侧肋11。每个侧肋11形成加强构件12的关于其圆周方向的端部。每个加强构件12的中间部分121在两个侧肋11之间延伸。
[0046]加强构件12可通过选择一定的材料来制造，优选金属材料，其与柱元件31的材料相容。由材料的矩形板材起始，矩形板材的两个平行的端边缘被弯曲，直到每个边缘垂直于板材的其余部分而延伸。在此之后，矩形板材被弯曲，直到中间部分121被弯成使得其具有四分之一圆周形的横截面。
[0047]如图4中最佳可见，中间部分121具有的曲率对应于由柱元件31的外直径D预先限定的半径R。如以上所述，半径R最优选等于柱元件31的外直径D的一半。加强构件12具有厚度T，优选地(但不是必要的)，厚度T在整个加强构件12上是均匀的。优选地，两个侧肋11在径向方向上的延伸长度RL优选对于两个侧肋11而言是相同的。然而，两个侧肋11在径向方向上的延伸长度RL也可能不同。
[0048]相对于轴向方向A，优选地，两个侧肋11具有相同的轴向长度AU参见图3)，并且轴向长度AL等于抑制装置10在轴向方向上的延伸长度L。由此，优选地，每个侧肋11沿轴向方向A在加强构件12的整个长度上延伸。然而，根据具体应用，侧肋11的轴向长度AL也可能小于抑制装置10在轴向方向A上的延伸长度L。因此，加强构件12的中间部分121在轴向方向A上可能比侧肋11更长。这可能是有益的，例如在空间环境不足以使侧肋11在抑制装置10的整个延伸长度L上延伸的应用中。
[0049]为了将抑制装置10安装到柱元件31，每个侧肋11设置有用于接收固定装置的多个孔111，以刚性地连接相邻的加强构件12。最优选地，抑制装置10被螺接在柱元件31上(参见图5)。加强构件12的相邻肋11的孔111互相对齐，以使它们可以接收作为固定装置的螺钉13，该固定装置借助于螺母14紧固。此措施使得抑制装置10可以非常简单且可靠地安装。此夕卜，通过将抑制装置10螺接在柱元件31上，无需将另外的部分焊接到柱管3。将某些事物焊接到柱管3经常包括使柱管3或其一些部分变形的危害，并致使这些部分无法使用。此外，通过使用螺钉13和螺母14，使得可以围绕柱元件31的圆周来紧密装配抑制装置10，因此提供了增强柱元件31所需的夹持作用。
[0050]尽管紧密装配加强构件12对应于增加柱元件31的壁厚，但是沿径向方向延伸的侧肋11具有改变，特别是增大柱元件31的转动惯量的附加效果。转动惯量的增大可将结构自振频率改变到更高的值。
[0051]抑制装置10的相应尺寸或者用于产生增强作用以及增大转动惯量的加强构件12的相应尺寸均取决于具体的应用，并且关于相应的应用来加以确定。
[0052]确定抑制装置10的合适尺寸和位置的优选方法为有限元分析(FEA)。此熟知的方法尤其适于确定所给出结构的结构自振频率。由此，通过FEA，立式栗的原始结构自振频率可被决定。随后，FEA可用于发现抑制装置10尺寸的合适参数，此装置导致了结构自振频率的有效提尚并使其远尚临界值(如栗I的运转速率)，从而抑制有害的共振效应。
[0053]当然，还有用于研究并确定结构自振频率的其他合适方法，例如基于模拟(或仿真)的方法或本领域技术人员对其已知的其它分析方法。此外，可单独使用立式栗的经验数据、历史数据、或者使用一般性知识或技术诀窍，以及结合分析方法或模拟，以便确定用于抑制装置10的设计的适合尺寸。为发现抑制装置10的适合尺寸和/或位置而可改变的参数包括:抑制装置在轴向方向A上的延伸长度L，加强构件12的轴向长度AL，加强构架12的厚度T、肋11在径向方向上的延伸长度RL、ii_ll的数量、抑制装置10的数量、抑制装置10的位置，也即是，抑制装置10被安装在哪个或哪几个柱元件31上。
[0054]根据本发明，还提出了具有至少一个抑制装置10的立式栗I。抑制装置10不仅适用于已经存在的栗I将结构自振频率改变成远离临界值，而且适用于新构造的立式栗I。图6显示了根据本发明的立式栗I的优选实施例的更示意性的剖视图。图6中的相同的附图标记也被用于图1至图5中，并且这些附图标记具有与前文已经解释的含义相同的含义。
[0055]用于输送流体(例如水)的立式栗I包括:具有叶轮22(图6未示出)和入口21(图6未示出)的栗送单元2，以及具有出口41的排放单元4。驱动单元5被布置在排放单元4的顶上。柱管3竖直地延伸，并且将栗送单元2与排放单元4连接。长轴6在柱管3内延伸，并且将驱动单元5与栗送单元2中的叶轮22可操作地连接。
[0056]柱管3包括多个(此处为4个)柱元件31，柱元件31沿着轴向方向A被一个布置在另一个后面。
[0057]根据本发明，柱管3的至少一个柱元件31设置有按照本发明设计的抑制装置10。抑制装置10围绕柱元件31的整个圆周紧密装配，并且具有在轴向方向A上的延伸长度L，该延伸长度L至少为柱元件31的轴向长度C的一半。
[0058]在一个优选的实施例中，如图6所示，四个柱元件31中的每一个均设置有相应的抑制装置10。每个抑制装置10均按照之前关于图2至图5详述的相同方式进行设计。每个抑制装置10均适合其围绕的柱元件31的轴向长度C，也即是，抑制装置10的在轴向方向A上的延伸长度L和加强构件12的轴向长度AL与柱元件31的轴向长度C相等。如前文所述，抑制装置10被螺接在相应的柱元件31上，由此使抑制装置10被可拆卸地连接到柱元件31。抑制装置10和相应的柱元件31之间紧密配合，以便提供增强了相应的柱元件31的夹持作用。
[0059]在具有包括了多个柱元件31的柱管3的立式栗I中，并不需要为每个柱元件31设置一个抑制装置10。可以只有一个、两个或其它任何数量的柱元件31设置有抑制装置10。柱元件31的数量以及设置了抑制装置10的具体的一个或多个柱元件31的选择取决于具体的立式栗I和/或具体的应用。一个或多个抑制装置10的适合的数量及位置可通过FEA方法或前文描述的任何其它方法来确定。还可能的情况是，立式栗运行的位置处的环境，特别是空间环境，需受对安装到栗I的柱管3的抑制装置10的数量和位置加以限制。
[0060]图7以和图4相似的图示显示了加强构件12的一种变形。该变形通过垂直于轴向方向A截取的截面中的剖视图来例示。加强构件12的该变形通过附加的中间肋15从而与图4中所示的加强构件12不同，该中间肋15在径向方向上延伸并被布置于在加强构件12的中间部分121上位于两个侧肋11之间。该中间肋具有在径向方向上的延伸长度RL，该长度与侧肋11在径向方向上的延伸长度可以相同或不同。关于中间肋15在轴向方向A上的延伸长度，优选的是，该延伸长度与侧肋11的对应的延伸长度相同。优选地，中间肋15在轴向方向A上的延伸长度与加强构件12的轴向长度AL相等。中间肋15优选以焊接方式固定到加强构件12。
[0061]当然，加强构件12上也可设置不止一个中间肋15，并且可以将设置有至少一个中间肋15的加强构件12与没有中间肋15的加强构件12结合。
[0062]图8是根据本发明的抑制装置12的第二实施例的剖视图。在下文的描述中仅解释与第一实施例的差异。类似地，关于第一实施例进行的详述以相同的方式对于图8所示的第二实施例同样有效。
[0063]抑制装置10的第二实施例被设计为用于围绕柱元件31的整个圆周紧密装配的单个部件。抑制装置10包括两个基本上相同的加强构件12，每个加强构件均以相似的方式被设计为如图4所示的前述加强构件12。然而，在第二实施例中，每个加强构件12均包括一个中间部分121，此中间部分121具有在垂直于轴向方向A的截面中为半圆形的横截面。与第一实施例类似，每个加强构件12的中间部分121在两个相应的侧肋11之间延伸。两个加强构件12以铰接的方式彼此相连。这是通过设置一个将属于不同加强构件12的两个相邻侧肋11连接在一起的铰链16来实现的。由此，抑制装置10可从如图8所示的打开位置被移动到关闭位置，在关闭位置中两个不被铰链16连接的侧肋11彼此相互连接。侧肋11设置有用于接收固定装置的多个孔111 ο优选地，固定装置为螺钉和螺栓。
[0064]为了将抑制装置10安装到柱元件31(图8中未示出)，抑制装置10被带至打开位置，放置成围绕柱元件31，随后移动到关闭位置。然后，螺钉13(图8中未示出)穿过孔111并由螺母14(图8中未示出)紧固，以使抑制装置10可围绕柱元件31的整个圆周被紧密装配。
[0065]作为可任选的措施，通过铰链16连接的两个侧肋11上也可设置孔111来接收被螺母14紧固的螺钉13。此措施可改进抑制装置10的夹持作用，并释放铰链6处的负荷。
[0066]根据第二实施例的一种变形，两个加强构件12不通过铰接方式连接，而是分离的部件。因此，铰链16可省去。两个互相分离的加强构件12于是以关于第一实施例描述的类似方式被安装在柱元件31上。
[0067]当然，存在可以具有不同数量的加强构件12的其他实施例，这些加强构件12在组装状态中相互补充以形成管状结构，例如加强构件12的数量可以是三个或多于四个。
[0068]根据本发明的抑制装置10尤其适用于改进立式栗I。
[0069]根据本发明，提出了一种改进立式栗I的方法，该方法包括以下步骤:提供用于改变立式栗I的结构自振频率的抑制装置10，所述抑制装置10按照本发明设计;选择柱管3的柱元件31中的至少一个，并将抑制装置10以围绕柱元件31的整个圆周紧密装配的方式安装到柱元件31。
[0070]抑制装置10的紧密装配相应地提供了导致对柱构件31或柱管3进行增强的夹持作用。
[0071]此外，当改进现有的轴流栗时，优选地，抑制装置10包括多个加强构件12，且更优选为四个加强构件12。此外，优选地，加强构件12的轴向长度AL或者抑制装置10在轴向方向A上的延伸长度L相应地与柱元件31的轴向长度C相等。加强构件12围绕柱元件31设置并且被固定到彼此。用于将加强构件12固定到彼此以及固定到柱元件31的优选手段是螺钉13和螺母14。由此，本方法中提供了一种非常简单、安全且有效的螺栓紧固式方案来解决立式栗中的共振问题。
[0072]当轴流栗I的柱管3包括多于一个的柱元件31时，例如四个或七个柱元件，优选选择多个柱元件31，例如选择所有的柱元件31，每个柱元件31均设置有一个单独的抑制装置10。
[0073]为了选择应当设置有抑制装置10的合适的一个或多个柱元件31以及为单独的抑制装置10确定合适的尺寸和设计，优选使用分析方法，并且优选为FEA方法。如本文前面已经提到的那样，抑制装置10的具体尺寸和位置的确定可基于其他方法，例如，基于模拟或者本领域技术人员同样已知的其他分析方法。此外，也可使用立式栗的经验数据、历史数据或技术诀穷来用于所述确定。
[0074]根据本发明的方法既适合于解决已经存在且正在运行的栗中的共振问题，也适合于在新制造的栗中避免共振问题。特别从改进现有轴流栗的观点来看，有利的是，不需要对立式栗的完全重新设计来克服共振问题。本发明提供了具有非常简单且有效的设计的解决方案。本方法是非常灵活的，因此能够被应用于具有柱管3的所有立式栗I。抑制装置10的安装时非常快速和容易的。另外，无需将部件焊接到立式栗I。因此，与焊接相关的变形或其他有害影响都得以避免。
[0075]此外，抑制装置10的安装可以在立式栗正在运转的位置处的现场进行。因为所提出的方法包括非常简单的螺栓紧固式解决方案，所以并不必须拆开整个立式栗或者拆开立式栗I的柱管3。这极大地减小了用于解决立式栗中的共振问题的费用和所需时间。
[0076]在具体示例中，在共振问题由于栗的运转速率非常接近该栗的结构自振频率从而发生在已经运行的立式栗中的情况下，根据本发明的方法通过将自振频率增加到现在远离立式栗的运转速率15%的值从而成功地抑制了原始自振频率。
【主权项】
1.一种抑制装置，所述抑制装置用于改变立式栗的结构自振频率，所述栗(I)包括: 栗送单元(2)，所述栗送单元(2)具有入口(21)和用于输送流体的叶轮(22); 排放单元(4)，所述排放单元(4)具有用于所述流体的出口(41); 驱动单元(5)，所述驱动单元(5)用于旋转所述叶轮(22); 在轴向方向(A)上延伸的柱管(3)，所述柱管(3)具有至少一个具有轴向长度(C)的柱元件(31)，所述柱管(3)将所述栗送单元(2)与所述排放单元(4)连接;以及 长轴(6)，所述长轴(6)在所述柱管(3)内延伸，并且将所述驱动单元(5)与所述栗送单元(2)可操作地连接； 所述抑制装置(10)被设计成并且适于围绕所述柱元件(31)的整个圆周紧密地装配，所述抑制装置(10)在所述轴向方向(A)上具有的延伸长度(L)至少为所述柱元件(31)的轴向长度(C)的一半，所述抑制装置(10)还包括基本上在垂直于所述轴向方向(A)的径向方向上延伸的至少一个肋(11)。2.根据权利要求1所述的抑制装置，其特征在于，在所述轴向方向(A)上的延伸长度(L)等于所述柱元件(31)的轴向长度(C)，所述抑制装置(10)在组装状态中围绕所述柱元件(31)装配。3.根据前述权利要求中任一项所述的抑制装置，其特征在于，还包括多个加强构件(12)，所述加强构件(12)沿圆周方向弯曲并且在组装状态中可彼此连接并相互补充成为管状结构，用于围绕所述柱元件(31)的整个圆周紧密地装配。4.根据权利要求3所述的抑制装置，其特征在于，每个加强构件(12)具有两个在所述径向方向上延伸的侧肋(11)，每个肋(11)形成所述加强构件(12 )的相对于所述圆周方向的端部。5.根据权利要求4所述的抑制装置，其特征在于，还包括四个加强构件(12)，每个所述加强构件(12)均具有四分之一圆周形的横截面的中间部分(121)，所述中间部分(121)在两个所述侧肋(11)之间延伸。6.根据权利要求4或5所述的抑制装置，其特征在于，每个所述侧肋(11)设置有用于接收固定装置的多个孔(111)，以刚性地连接相邻的加强构件(12)。7.根据权利要求4至6中任一所述的抑制装置，其特征在于，至少一个所述加强构件(12)具有在所述径向方向上延伸的中间肋(15)，且所述中间肋(15)被布置在两个所述侧肋(11)之间。8.一种立式栗，所述立式栗用于输送流体，所述立式栗包括: 栗送单元(2)，所述栗送单元(2)具有入口(21)和用于输送所述流体的叶轮(22); 排放单元(4)，所述排放单元(4)具有用于所述流体的出口(41); 驱动单元(5)，所述驱动单元(5)用于旋转所述叶轮(22); 在轴向方向(A)上延伸的柱管(3)，所述柱管(3)包括至少一个具有轴向长度(C)的柱元件(31)，所述柱管(3)将所述栗送单元(2)与所述排放单元(4)连接;以及 长轴(6)，所述长轴(6)在所述柱管(3)内延伸，并且将所述驱动单元(5)与所述栗送单元(2)可操作地连接； 其特征在于， 所述柱管(3)的至少一个柱元件(31)设置有根据前述权利要求中任一项设计的抑制装置(10)，所述抑制装置(10)围绕所述柱元件(31)的整个圆周紧密地装配，所述抑制装置(10)在所述轴向方向(A)上具有的延伸长度(L)至少为所述柱元件(31)的轴向长度(C)的一半。9.根据权利要求8所述的立式栗，其特征在于，所述抑制装置(10)可拆卸地连接到所述柱元件(31)。10.根据权利要求8或9所述的立式栗，其特征在于，所述抑制装置(10)在所述轴向方向(A)上的延伸长度(L)等于所述柱元件(31)的轴向长度(C)。11.根据权利要求8至10中任一项所述的立式栗，其特征在于，所述柱管(3)包括多个柱元件(31)，其中至少两个所述柱元件(31)设置有相应的抑制装置(10)。12.—种改进立式栗的方法，所述立式栗包括:具有入口(21)和用于输送流体的叶轮(22)的栗送单元(2);具有用于所述流体的出口(41)的排放单元(4);用于旋转所述叶轮(22)的驱动单元(5);包括至少一个具有轴向长度(L)的柱元件(31)并且在轴向方向(A)上延伸的柱管(3)，所述柱管(3)将所述栗送单元(2)与所述排放单元(4)连接；以及长轴(6)，所述长轴(6)在所述柱管(3)内延伸，并且将所述驱动单元(5)与所述栗送单元(2)可操作地连接;所述方法包括以下步骤: 提供用于改变所述立式栗的结构自振频率的抑制装置(10)，所述抑制装置(10)根据权利要求I至7中任一项来设计； 选择所述柱元件(31)中的至少一个； 以围绕所述柱元件(31)的整个圆周紧密地配合的方式将所述抑制装置(10)安装到所述柱元件(31)。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述抑制装置(10)设置成在所述轴向方向上的延伸长度(L)等于所述柱元件(31)的轴向长度(C)。14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述抑制装置(10)包括多个加强构件(12)，优选四个加强构件(12)，其中，所述加强构件(12)被布置在所述柱元件(31)的周围，且所述加强构件(12)被固定到彼此，以便围绕所述柱元件(31)的整个圆周紧密地装配。15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，多个所述柱元件(31)被选择，且被选择的柱元件(31)中的每一个都设置有单独的抑制装置(10)。
【文档编号】F04D29/66GK105889135SQ201610078695
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月4日
【发明人】C.加布哈特
【申请人】苏尔寿管理有限公司